Акселерометр Советский патент 1989 года по МПК G01P15/12 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых ускорений подвижных объектов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей линейного акселерометра.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема акселерометра; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схемы включения тензорезисторов.

Акселерометр содержит пластину 1 с двумя П-образными прорезями 2, двумя продольными прорезями 3 и восемью профилирующими участками 4, тензорезисторы 5- 12 и инерционную массу 13. Тензорезисторы 5-12 расположены на перемычках 14 над профилирующими участками 4. Жесткость перемычек определяется размерами профилирующих участков. Инерционная масса 13 состоит из двух полуцилиндров, закрепленных с двух сторон подвижной части пластины 1 между продольными прорезями.

Тензорезисторы 5-8 соединены в схему мостовую, в которой резисторы 5 и 8, 6 и 7 включены соответственно в противолежащие ветви моста. Тензорезисторы 9-12 также соединены в схему моста, в которой резисторы 9 и 11, 10, и 12 образуют противолежащие ветви.

Ось j - измерительная ось канала линейного ускорения, а ось | - измерительная ось канала углового ускорения акселерометра.

Акселерометр работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии ускорения тензорезисторы не деформированы и схемы мостов сбалансированы.

При наличии проекции линейного ускорения на ось г| прибора инерционная масса 13 получает перемещение относительно пластины 1 в направлении,перпендикулярном к ней. При этом деформируются перемычки 14 (в наибольшей степени в области профилирующих участков 4), что приводит к пропорциональной деформации и изменениюсо- противлений тензорезисторов 5-12. Каждая перемычка получает S-образный изгиб, поэтому на одном профилирующем участке перемычка растягивается, а на другом сжимается, причем деформацию одного знака имеют участки под резисторами 5 и 8, 6 и 7,

9 и 12, 10 и 11. Поэтому выходной сигнал проявляется на выходе мостовой цепи, в которой указанные резисторы включены в противолежащие ветви, т. е. на выходе моста с резисторами 5-8.

При наличии проекции углового ускорения на ось акселерометра инерционная масса 13 получает угловое перемещение относительно пластины 1. При этом также происходит S-образная деформация перемычек, деформация и изменение сопротивлений тензорезисторов. Деформацию одного знака получают участки перемычек под резисторами 5 и 7,6 и 8, 9 и 11, 10 и 12. Поэтому выходной сигнал появляется на мостовой

схеме, в которой указанные резисторы образуют противолежащие ветви, т. е. на мосте с резисторами 9-12.

При одновременном наличии линейного и углового ускорений комбинация деформаций профилированных участков 4 приводит к появлению на выходе мостовой цепи 5-8 сигнала, пропорционального линейному ускорению, а на выходе цепи 9-12 - сигнала, пропорциональному угловому ускорению.

5 Предложенная комбинация прорезей в пластине дает возможность акселерометру измерять как линейные, так и угловые ускорения, и таким образом расширяет его функциональные возможности по сравнению с прототипом.

0 Конструкция пластины позволяет выполнить ее полностью по технологии микроэлектроники и на этой основе реализовать миниатюрный акселерометр.

0

35

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий пластину с двумя П-образными встречно ориентированными, прорезями, инерционную массу и тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей, Я-образные прорези выполнены одинаковыми по размерам и расположены симметрично относительно инерционной массы, между инерционной массой и боковыми участками Я-образных прорезей сделаны

продольные прорези, а на перемычках между продольными и Я-образными прорезями расположены по два профилированных участка с тензорезисторами.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых ускорений подвижных объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей линейного акселерометра. Цель достигается тем, что акселерометр выполнен в виде пластины 1 с двумя одинаковыми симметричными П-образными прорезями 2 и двумя продольными прорезями 3. На образованных этими прорезями перемычках 14 имеются восемь профилирующих участков и расположенные над ними тензорезисторы 5-12, включенные в две мостовые схемы. При наличии проекции линейного ускорения на измерительную ось *98N и проекции углового ускорения на измерительную ось ζ акселерометра с соответствующих мостовых схем снимаются выходные сигналы прибора, пропорциональные соответственно линейному и угловому ускорениям объекта, на котором установлен акселерометр. Описанная совокупность признаков позволяет акселерометру измерять одновременно и линейные и угловые ускорения. 3 ил.

4444

Фиг. г

8

Фиг. 3

Ю

12

11